原标题:美国发明“金刚狼材料” 可在24小时内自动修复
【据科学日报2016年12月25日报道】美国加州大学河滨分校的研究人员受“金刚狼”的启发,研发出一种透明、可延展、自愈合的导电材料,24小时之内可自动修复破损结构。这种材料未来有望用于驱动人造肌肉,也可用于提高电池、电子设备和机器人等领域。
12月25日出版的《先进材料》期刊发表了这项研究成果。这种材料基于“离子偶极交互”的机制,电气化学状态下,使带电离子和极性分子处于高稳定。设计人员认为,该材料拥有诸多潜在应用,例如:电动汽车电池延寿、医学领域增强生物传感器等。
项目负责人、加州大学河滨分校兼职助理教授王超(音译)说:“研制具有这些性能的新材料是多年以来科学家梦寐以求的,目前我们刚开始探索这一领域。受伤口自愈性能的启发,我们研发了一种可以修复破损的自愈合材料”。
这项研究创造性地将自愈合材料技术与离子导体结合在一起。论文共同作者、科罗拉多大学助理教授克里斯托夫·凯普林格此前研制了一种透明材料,能够延伸和导电,但缺乏自动愈合能力。其技术困难在于共价键在电气化学状态下无法稳定和逆转,正常情况下,自愈合材料使用非共价键,但这将产生一个新问题,即这些非共价键受电刺激的影响,从而导致材料性能出现下降。
目前,王超通过使用“离子偶极交互”机制解决这一问题,在电气化学状况下,他们使用带电离子和极性分子处于高稳定,再将可移动、高离子浓度盐与极面可延伸聚合物结合在一起,最终形成令人满意的结果。
该材料具有良好的延展性,可延伸50倍,被切断后在室温下24小时之内可以完全自愈恢复。研究人员在测试这种材料时发现它可用于制造人造肌肉,在电信号刺激下像人类肌肉一样移动。研究人员希望这种材料将提高一些重要设备的性能,如电池、电子设备和机器人等。
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